北京市顺义区杨镇第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（含答案）

杨镇一中2023—2024学年度第二学期期中检测
高二物理2024.5
本试卷共8页，试卷满分：100分 考试时间：90分钟
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题给出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，这种现象属于光的（ ）
A．偏振现象 B．衍射现象 C．干涉现象 D．全反射现象
2．已知阿伏伽德罗常数为，水的摩尔质量为M，水的密度为。则一个水分子的质量可以表示为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示为记录液体中做布朗运动小颗粒的运动情况放大图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G等点，用直线连接这些点，就得到了小颗粒位置变化的折线。下列说法中正确的是（ ）
A．图中记录的是小颗粒真实的运动轨迹
B．在第15s末时小颗粒位置一定在AB连线的中点
C．在第15s末时小颗粒位置一定不在AB连线的中点
D．小颗粒的运动情况间接地反映了液体分子的运动情况
4．对于一个只有两个分子组成的系统，其分子势能与两分子间距离r的变化关系如图所示。仅考虑两个分子之间的作用，下列说法正确的是（ ）
A．当时，分子间的作用力为零
B．当时，分子间的作用力表现为引力
C．从到的过程中，分子间的作用力逐渐减小
D．从到的过程中，分子系统的势能逐渐增大
5．如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对b光的折射率小于对c光的折射率
B．在真空中b光的波长小于c光的波长
C．在真空中b光的频率小于c光的频率
D．在玻璃砖中b光的传播速度大于c光的传播速度
6．如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。已知开关闭合瞬间，电流表指针向右偏转，则下列正确的是（ ）
A．开关断开瞬间，电流表指针不偏转
B．开关闭合瞬间，在A线圈中没有电磁感应现象发生
C．开关闭合，向右移动滑动变阻器的滑片，电流表指针向右偏转
D．开关闭合，向上拔出线圈A的过程中，线圈B将对线圈A产生排斥力
7．如图甲所示，线圈与定值电阻R相连构成闭合回路，线圈内有垂直于纸面向里的匀强磁场。已知线圈匝数为10匝，线圈电阻与定值电阻阻值相等，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．通过R的电流方向由N指向M B．M点的电势低于N点的电势
C．线圈中磁通量的变化率为0.5Wb/s D．M、N两点间的电势差为5V
8．如图所示，光滑直杆上弹簧连接的小球以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。以O点为原点，选择由O指向B为正方向，建立Ox坐标轴。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达A点。则小球在第一个周期内的振动图像为（ ）
A． B．C． D．
9．如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）
A．P、Q将相互远离
B．磁铁的加速度小于g
C．从上往下看，回路中感应电流方向为顺时针
D．磁铁和导体棒组成的系统机械能守恒
10．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s，时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图象。下列说法中正确的是（ ）
A．质点b与质点d的速度总是相同的
B．经质点a沿波传播方向运动4.0m
C．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置
D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz
11．如图所示，理想变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源，副线圈接有定值电阻。已知电压表示数为220V，电流表示数为0.20A，定值电阻阻值为44Ω。则原、副线圈的匝数比为（ ）
A．1：5 B．5：1 C．1：25 D．25：1
12．夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体（ ）
A．分子的平均动能更小
B．单位体积内分子的个数更少
C．所有分子的运动速率都更小
D．分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
13．如图所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，小球从A点自由下落，至B点时开始压缩弹簧，下落到最低点C。可以证明，小球与弹簧接触之后的运动为简谐运动。以B点为坐标原点，沿着竖直方向建立坐标轴，规定竖直向下为正方向，重力加速度为g。小球从B运动到C过程中，位移、速度、加速度的图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
14．自然界中任何高于绝对零度的物体都在随时随地的向外辐射能量。单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，非接触式温度测量即是测量辐射功率的大小，并由此得到一个与该物体温度成一定关系的信号。红外测温枪是能够测量物体辐射功率大小并转化为物体温度的仪器。
根据以上信息和学过的知识，他做出如下判断。其中正确的是（ ）
A．水银体温计可以用来测量沸水的温度
B．水银体温计离开人体后，水银迅速流回水银泡
C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低
第二部分
本部分共6小题，共58分。
15．如图所示，在“测量玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找到跟入射光线AO对应的出射光线，从而确定玻璃中的折射光线。在图中标记了四个角，分别为、、、，则玻璃的折射率______。
16．用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。
（1）已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径______。
（2）实验操作。在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，以下操作会使测量结果偏大的是______。
A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，但未发现
B．在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
C．爽身粉撒得较厚，使得油酸未能充分展开
17．实验小组采用如图所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是______（选填选项前的字母）。
A．移动活塞时应缓慢一些
B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量
（2）为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出______（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条______线，就说明在______和______时，气体的压强与其体积成反比。
（3）实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图所示，请你判断两条等温线对应的环境温度和的高低，并从气体分子热运动的视角对上述判断进行说明。
18．如图所示，一质量为m的带电粒子从容器A下方的小孔飘入、之间的加速电场，其初速度可视为0，加速后以速度v经小孔沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后垂直打到照相底片上的D点。已知到D点的距离L，不计粒子的重力，求：
（1）粒子的比荷。
（2）加速电场的电势差U。
（3）粒子在磁场所受洛伦兹力的冲量大小。
19．如图所示，足够长的U形光滑导体框水平放置，宽度为L，一端连接的电阻为R，导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。电阻为r的导体棒MN放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好，其余电阻均可忽略不计。导体棒在水平拉力的作用下以速度v向右匀速运动。
（1）求导体棒匀速运动时导体棒两端的电压U；
（2）某时刻撤去拉力，经过一段时间导体棒停在U形框上，求此过程中获得的电热Q；
（3）当导体棒匀速运动到某一位置时，突然撤掉这个水平拉力，并同时使磁感应强度的大小随时间按照某种规律发生变化，发现此导体棒依然能够沿着框架向右以速度v保持匀速运动。某同学对该磁感应强度B随时间t变化的规律进行了各种猜想，其示意图如下：
请你判断可能正确的是哪一种？并说明你的判断理由。
20．如图所示，一颗质量为m的子弹以一定的水平速度射入静止在水平地面上的质量为M的木块中，具有共同速度后，一起向前滑行一段距离x后静止。已知子弹的质量，，，，子弹射入木块的深度。取。
（1）甲同学认为子弹射入木块的过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒。请按照甲同学的思路完成以下任务。
a．求子弹射入木块达到相对静止时的共同速度v和木块与地面水平间的动摩擦因数；
b．设子弹与木块间的相互作用力为恒力，求此相互作用力F的大小和子弹射入木块过程所经历的时间t。
（2）乙同学认为木块与水平地面间存在摩擦力的作用，子弹射入木块过程中子弹与木块系统动量不守恒，不能应用动量守恒定律求子弹与木块的共同速度。请说说你对乙同学观点的看法。
21．碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。
（1）如图1所示，在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B，质量分别是、，A球以的速度与静止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分别是、。碰撞过程中A对B的作用力是，B对A的作用力是。
a．请根据牛顿运动定律和加速度的定义，推导小球A和小球B在碰撞过程中满足：。
b．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。若、，某次碰撞满足、。通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞。
（2）裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。
如图2所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。
杨镇一中2023~2024学年度第二学期高二期中检测
物理参考答案2024.5
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 C A D C B C D A B D B A C D
15． 16．（1） （2）AC
17．（1）AB （2）；过原点的直线；气体的质量一定；气体的温度一定
（3）；从微观角度看，气体压强越大，单位时间、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大。气体压强与气体的分子数密度及平均速率有关。当气体体积一定时气体的分子数密度不变。但温度越高，气体分子的平均速率越大，单位时间、单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大，因此。
18．（9分）
解：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径。
洛伦兹力提供向心力：
（2）粒子在加速电场中，根据动能定理：
（3）根据动量定理：粒子在磁场所受洛伦兹力的冲量等于动量的变化量
19．（10分）（1）MN运动产生电动势：
根据闭合电路欧姆定律：
由路端电压，得：
（2）根据能量守恒
（3）可能正确的为C图。
理由：因匀速运动，合力为零，在水平方向上没有外力，所以安培力也为零，所以电路中没有感应电流，所以闭合回路内的磁通量保持不变。
设：撤掉水平拉力时，金属棒离开左侧边框的距离为
所以有：
解得： 式中、和v均为常数。
可见：B和t为非线性的减函数关系，且以时间t轴为渐近线。
20．解：（1）a．子弹射入木块过程动量守恒，据动量守恒定律
得
在子弹和木块滑行过程中，据动能定理
得
b．设子弹射入木块过程中，木块的位移为，子弹的位移为，子弹与木块间的相互作用力为F。在子弹射入木块过程，据动能定理
对子弹：
对木块： 得：
设经历时间为t 据动量定理
对子弹 得：
（2）不同意乙同学的观点
由（1）问知，子弹射入木块过程，木块受地面的摩擦力
作用时间，时间极短，相互作用的内力，在子弹射入木块的过程中，可认为子弹与木块组成的系统动量守恒。
21．（11分）
（1）a．根据牛二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是，
根据牛顿第三定律，
令A、B作用时间为，根据加速度定义：，
联立可得：（1分）
b．根据动量守恒定律有 解得：
碰前机械能：
碰后机械能：
有机械能损失，是非弹性碰撞。
（2）令碰撞后中子速度为，某原子核速度为
根据动量守恒定律有
由能量关系：
解得碰撞后中子速度：
因为，所以
可见，M越小，越小，为了使中子速率更好降下来，慢化剂中的原子核质量应选较小的。